城市軌道交通售檢票系統系列票卡的兼容

朱嘉斌　錢曙杰

(蘇州市軌道交通集團有限公司　江蘇蘇州　215004)

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城市軌道交通售檢票系統系列票卡的兼容

朱嘉斌錢曙杰

(蘇州市軌道交通集團有限公司江蘇蘇州215004)

為避免社會資源浪費，蘇州軌道交通售檢票系統在設計和網絡化建設中應用兼容了1998年IC卡規范的蘇州通卡和2005年IC卡規范的蘇州市民卡，在建設過程中采取減少票卡處理時間、復用票卡數據位、簡化數據記錄制式、制定統一處理流程、調整天線射頻參數等技術，逐步解決兼容和區分新老規范票卡、統一讀寫器的產品、統一票卡處理流程、實現線網內各票卡互聯互通等問題，取得了較好的經濟效益和社會效益。

城市軌道交通；售檢票系統；蘇州通；市民卡；防撕裂；調整天線

1　新舊票卡兼容

近年來，隨著CPU智能卡的技術發展，芯片程序規范的不斷升級更新，智能卡的應用范圍已覆蓋到百姓生活的方方面面，從傳統的交通領域到電子購物，從小額支付到電子銀行，票卡芯片已經從1998年人民銀行頒布的IC卡PBOC 1.0標準規范(中國金融集成電路IC卡規范)升級到2005年頒布的PBOC 2.0標準規范，部分城市甚至已經開始應用2013年頒布的PBOC 3.0標準規范票卡。伴隨著芯片軟件的完善，隨之而來的是新類型票卡逐漸替換老標準票卡，越來越多應用領域的票卡機具需要升級更新，每次票卡的更新換代都會有大量 人力物力的投入，帶來巨大的社會資源損失。如何最大程度地減少社會資源的浪費，使新票卡產品過渡得更加平緩，使應用場所最大可能地兼容過往類型票卡，是每個應用領域需要重點考慮的問題，研究軌道交通兼容早期規范的票卡具有顯著的社會效益和經濟效益。蘇州軌道交通在兼容PBOC1.0和PBOC2.0標準票卡過程中，克服了很多困難，取得了一些經驗。

2　“蘇州通”和市民卡的兼容

蘇州通票卡(以下簡稱“蘇州通”)在蘇州地區發卡超過250萬張，有較為廣泛的客戶群體和使用場所，票卡使用的是PBOC1.0標準規范，不支持復合消費。蘇州市民卡是“蘇州通”的升級版，有類似的票卡結構，其票卡介質選用的是符合IC卡PBOC2.0規范的CPU卡，市場發行量在100萬張，并逐年遞增，計劃在2020年前替代原有的“蘇州通”卡。作為蘇州市公共領域影響最廣泛的城市通卡，經蘇州市政府指示，要求蘇州軌道交通能夠在開通時兼容使用“蘇州通”和市民卡，以方便持卡市民。如何保證市民能在軌道交通1號線開通之際即能正常使用“蘇州通”和市民卡，最大程度地減少更換“蘇州通”帶來的經濟損失和社會不良影響，是擺在蘇州軌道交通建設者面前的重要民生課題。“蘇州通”本身的問題較多，兼容兩種票卡的難點在于兼容“蘇州通”，為此首先必須對“蘇州通”票卡做詳細的技術分析。

3　“蘇州通”存在的問題

3.1卡中預留的票務空間不足

根據 《蘇州軌道交通自動售檢票系統線網技術規程》中對票卡業務的設計，為保證全面實現蘇州軌道交通業務，票卡內應至少預留4個獨立的數據塊，每個數據塊大小為40個字節。但是，根據蘇州通卡公司提供的票卡技術文件說明，該種票卡僅給軌道交通預留了30個字節的獨立數據塊。

3.2票卡不支持防“撕裂”功能

由于“蘇州通”是早期的PBOC1.0標準卡，不支持票卡防“撕裂”功能，即不支持復合消費，所以容易導致刷卡扣費但扇門不開，或者出現刷卡后無反應、不生成交易等多種異常。

3.3票卡發行的批次和數量多

“蘇州通”公司自2003年開始到2011年，共發行了5個生產廠家、80多個批次的票卡，票卡天線的諧振頻率點漂浮范圍大，票卡芯片及部件的處理能力參差不齊；在測試過程中發現，讀寫器天線與票卡天線間的無線耦合質量差，通信不穩定加上票卡芯片應用PBOC1.0標準，直接導致票卡數據處理經常出錯。另外，蘇州通公司未對發行的各批次票卡進行留存，所以在軌道交通應用兼容的過程中出現了測試樣本不全的問題。

3.4設備難以區分兩種票卡

蘇州市民卡是在原“蘇州通”設計的基礎上使用新的PBOC2.0票卡介質發行的，兩者具有類似的票卡結構，而在系統的后臺處理、與“蘇州通”的對賬清算、不同票務策略的應用以及今后逐步限制“蘇州通”等方面都需要將兩者加以區分，從票卡結構方面來講很難。

4　應對措施及解決方案

4.1優化票卡的可利用空間

由于與《蘇州軌道交通自動售檢票系統線網技術規程》要求不符，為保證“蘇州通”卡能實現在軌道交通中分段計時、計程收費的核心功能，必須對“蘇州通”提供的可利用空間做優化設計，主要分為3個方面：

1) 充分利用既有字段空間，實現主要功能，盡量減少冗余字段、預留字段等業務的需求空間。

2) 通過標志位的復用，高效利用記錄中的字段空間。

3) 通過把記錄數據轉換為不同制式的方式，以精簡的表示來替換原有的數據形式，從而節約信息的記錄空間。

通過上述措施，可利用蘇州通卡公司為軌道交通提供的30字節空間，實現軌道交通售檢票的分段計時、計程收費的所有業務內容。

4.2尋找票卡以外的解決方法

由于PBOC1.0標準票卡的程序無法保證交易的原始性，所以必須尋找票卡以外的方式來解決這一問題，考慮通過以下幾種方式彌補票卡本身的缺陷：

1) 優化票務設計流程，通過重復通信的軟件機制減少“撕裂”影響。在檢票機的上位機中設計判斷機制，若連續兩次刷卡為同一票卡，若是因中斷而未完成交易的則執行直接開扇門，并做交易完成標志位的復位，在刷卡中斷時設備提示“請再次刷卡”。

2) 通過減少票卡處理時間，提高票卡交易速度，減少交易中斷的可能性。票卡和機具間的處理時間很大程度地影響著刷卡失敗的概率，票卡和機具交互時間越長、交互越復雜，失敗的概率也越大，所以盡量降低刷卡交易所需時間，能有效降低刷卡失敗率。經過分析，蘇州軌道交通的讀寫器選用了處理能力更強的CPU來增強硬件處理性能，讀寫器的軟件流程在多次優化后實現了簡化的目標。經過反復設計和測試，蘇州軌道交通售票系統處理“蘇州通”票卡的一次典型交易時間由最初的320 ms降低至260 ms，相應就大大降低了PBOC1.0票卡的刷卡失敗率。

4.3對票卡進行調整和測試

1) 調整讀寫器的天線硬件。為了調整讀寫器天線以達到感應“蘇州通”和市民卡的最佳效果，需要調整天線板上的電阻、電容、阻抗系數，調整天線的Q值(品質因數)，降低刷卡距離，以換取兼容更多批次的票卡。

2) 針對發行數量多，對當前廣泛使用的票卡批次進行重點測試并確保兼容。為了盡可能減少百姓在軌道交通開通時乘車刷卡的影響，根據了解到的公交上刷卡活躍的“蘇州通”和市民卡數據，對讀寫器天線進行了重點測試并做了相應調整。

4.4提供特別的技術方案

由于無法通過票卡標志位區分“蘇州通”和市民卡，所以在設計過程中通過判斷票卡上特定文件的返回值，以區分支持復合消費的市民卡和不支持復合消費的“蘇州通”。

對于支持復合消費的市民卡，可以直接采用PBOC2.0規范定義的復合消費流程，完成軌道交通應用的復合消費交易；對不支持復合消費交易的“蘇州通”，提供特別的技術方案。進站的票卡交易流程見圖1。

圖1　進站的總體交易流程

5　項目的實施過程及要點

5.1做好項目關鍵點的管理

軌道交通應用兼容“蘇州通”和市民卡的項目受到社會各界的廣泛關注，由于沒有足夠的票卡樣本，因而項目的實施難度很大。為此，對項目的關鍵點做如下管控：

1) 加強軟件設計，通過軟件機制彌補硬件不足。“蘇州通”硬件的缺陷只有通過讀寫器和閘機軟件的設計來彌補，充分考慮讀寫器和“蘇州通”交互過程中各種可能的問題，從而設計相應的軟件流程進行處理。例如，設計重復通信機制、交易中斷恢復機制、閘機刷卡失敗提示等。同時，軟件的設計應以控制交易時間為原則。

2) 堅持設計、測試、改進的持續推進。狠抓測試，因為測試結果是不斷改進的方向，也是設計的驗證依據。通過反復測試，驗證設計的讀寫器硬件和軟件能否實現預期功能；通過不斷加大樣本的測試，驗證讀寫器和票卡的耦合效果是否符合使用要求；通過多臺讀寫器的壓力測試，驗證讀寫器產品的一致性，以及是否存在可能的產品問題。

5.2設計標準化的讀寫器

當軌道交通形成線網運營后，AFC系統面臨著票卡的互聯互通。如何使乘客的刷卡體驗保持一致，使票務處理的流程和結果保持一致，使各條線路兼容PBOC1.0和2.0標準的效果一致，是系統建設面臨的挑戰和要解決的問題。為此，設計和制造標準化的讀寫器是解決問題的關鍵。

蘇州讀寫器在AFC系統標中作為一個二級部件，由總承包商選購而非甲供，實際每條線路選用的讀寫器都不一樣，為了保證整體票務的一致性，采取了4個方面措施：一是在軟件方面統一了票卡處理程序，保證了多條線路對票卡處理的一致性，二是在接口方面統一了讀寫器與上位機的接口規范，保證了乘客接受票務提示的一致性；三是在參數應用方面統一執行了清分下發的票價及黑名單參數，保證了執行扣費費率和拒絕票卡的一致性；四是在硬件方面統一了讀寫器天線的設計方案，同時根據1號線所收集的實際頻繁使用的“蘇州通”和市民卡樣本調整讀寫器Q值，保證了讀寫器讀寫票卡效果的一致性。通過采取以上措施，蘇州軌道交通票務系統在1號線開通初期實現了市民卡刷卡成功率100%，“蘇州通”刷卡失敗率3‰以內；在2號線開通后的網絡化運營過程中，實現了各類票卡的互聯互通，取得了市民卡、“蘇州通”的刷卡失敗率均為零的較好效果。

6　結語

蘇州軌道交通在兼容PBOC1.0標準的“蘇州通”和PBOC2.0標準的市民卡過程中，逐步解決了兼容并區分兩種標準的票卡、統一各線票務處理程序、實現標準化服務等多個難題，為其他城市的軌道交通在票務建設方面提供了一定的參考。

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(編輯：郭 潔)Compatibility of Series Ticket Cards in Urban Rail Transit AFC System

Zhu JiabinQian Shujie

(Suzhou Rail Transit Group Co.,Ltd,Suzhou Jiangsu 215004)

In order to avoid the waste of social resources, Suzhou rail transit AFC system is designed to be compatible with Suzhou City Card(IC Card specification: PBOC1.0) and Suzhou Citizen Card( IC Card specification: PBOC2.0). Some techniques such as reducing card processing time, multiplexing ticket card data bits, simplifying data record standard, adjusting RF parameters of antenna, etc., are applied in the process of integrating these two cards. Some difficult problems such as distinguishing cards of PBOC1.0 standard from those of PBOC2.0 standard, integrating read /write device product and processing flow, interconnecting all tickets in network were solved. The work achieved good economic and social benefits.

urban rail transit; AFC system4; Suzhou City Card; Suzhou Citizen Card; anti-tearing; adjusting antenna

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.01.008

2014-01-16

2014-02-22

朱嘉斌，男，工程碩士，工程師，從事軌道交通機電項目管理工作，zhujiabin2200023@163.com

U29-39;U293.22

A

1672-6073(2015)01-0028-03